Рекомендации по использованию эталонных проектов печатных плат

Некоторые дизайнеры любят эталонные дизайны, а некоторые ненавидят их. Независимо от того, как вы относитесь к эталонным проектам, лучшие компании-производители компонентов выпускают эталонные проекты для своих новых и устаревших продуктов, чтобы показать разработчикам пример применения компонента. Некоторые типовые проекты отличаются очень высоким качеством и могут быть легко адаптированы к системам производственного класса. Другие эталонные конструкции подходят только для спецификации и блок-схемы, поэтому большую часть инженерных работ, связанных с компонентом, вы выполняете сами. Основная причина, по которой поставщики полупроводников выпускают эталонный дизайн, заключается в том, что это является формой маркетинга, и они могут привязать вас к конкретному компоненту для вашего продукта.

Если вы OEM-производитель, дизайнерская фирма или небольшой стартап, это важные моменты, которые следует учитывать. Эталонные проекты могут показаться легким путем к продукту стоимостью в несколько миллионов долларов, но суровая правда состоит в том, что они по-прежнему требуют серьезных инженерных работ вокруг основного компонента в эталонном дизайне. Стартапы особенно склонны употреблять эталонный дизайн Kool Aid; не забудьте тщательно подумать, прежде чем привязываться к определенному компоненту и поддерживать набор микросхем только потому, что вы видите образец продукта в эталонном дизайне. Если вы начинающий дизайнер или стартап и вам интересно, подходят ли эталонные проекты для вашего следующего проекта, следуйте этим рекомендациям, чтобы не допустить ошибок при разработке эталонного проекта.

Как использовать эталонные проекты

Существуют разные способы поиска и использования эталонных проектов для проектов печатных плат. Типовые проекты создаются, чтобы показать, как конкретный компонент или линейка компонентов будут использоваться для конкретного приложения. Эти дизайны обычно включают следующие элементы:

• Блок-схема, спецификация и схемы: Это самая важная часть типового проекта, поскольку она показывает, как соединены основные компоненты и какие другие компоненты необходимы для конкретного применения. 
• Файлы макетов печатных плат: Не все типовые проекты будут включать макет печатной платы, но те, которые есть, вероятно, были изготовлены и в какой-то момент протестированы в качестве демонстрационного продукта. 
• Библиотеки дизайна: Типовые проекты будут включать библиотеки с символами eth и посадочными местами для компонентов в проекте. 
• Файлы изготовления: вы можете найти файлы Gerber или другие файлы изготовления в наборе файлов эталонного проекта.
• Поддержка встроенного ПО или приложений: Если для продукта требуется встроенное ПО, встроенное приложение, настольное или мобильное приложение или некоторые библиотеки разработки, вы можете найти все это с эталонным дизайном.
• Продукт физической оценки: Некоторые компании используют свои оценочные продукты в качестве эталонных проектов. Несмотря на то, что это лидер потерь для поставщика полупроводников, это отличные инструменты для разработки приложения на основе эталонного проекта или просто для тестирования возможностей основного компонента.

Не все эталонные дизайны будут включать все из списка выше. Некоторые из них представляют собой только схемы, и у них может даже не быть библиотек компонентов для поддержки реализации эталонного дизайна. Некоторые поставщики полупроводников предлагают нулевую поддержку; все это варьируется, и вам следует выяснить, какой уровень поддержки вы получите, если решите использовать эталонный дизайн.

Моя компания часто работает со стартапами над разработкой продукта Gen-1, и мы работаем над тем, чтобы подготовить продукт к оптимизации в рамках подготовки к серийному производству. Когда моей команде нужно создать новый тип приложения или мы работаем с компонентом, который никогда не использовали, я всегда иду и смотрю, есть ли эталонный дизайн для этого компонента или системы. Как минимум, это дает мне список материалов , необходимых только для поддержки основного исследуемого компонента. В лучшем случае это значительно снижает риск разработки нового продукта просто потому, что мы знаем, что дизайн на уровне схемы / системы будет правильным, и полупроводниковые компании могут предоставить гарантии этого.

Цель не просто реплицировать эталонный дизайн в новую систему. Для меня это просто сокращает время на исследования, необходимые для поиска основных компонентов системы: Я могу быстро увидеть, какие основные компоненты задействованы в системе, и получить хорошее представление о том, как они сочетаются друг с другом на высоком уровне. Всегда есть какие-то дополнительные требования, которые должны быть включены в схемы, но эталонный проект по-прежнему дает хорошее представление о том, как эти дополнительные функции будут вписываться в проект.

Процесс проверки проектирования печатных плат для эталонных проектов

Если эталонный проект достаточно хорош и очень хорошо иллюстрирует, как быстро спроектировать несколько основных компонентов, я, вероятно, буду использовать их в проекте, и производитель компонентов только что заработал спрос со стороны нашего бизнеса. Как только вы получите файлы дизайна, есть несколько задач, которые вы должны выполнить, прежде чем включать секции из эталонного дизайна в свой собственный дизайн.

Проверить наличие устаревших/NRND-компонентов

Если вы загружаете более старый эталонный проект, возможно, что проект включает компоненты, которые стали NRND или устарели. Обязательно просмотрите конструкцию, проверьте наличие любого из этих компонентов и обновите конструкцию новыми деталями. Ваши инструменты цепочки поставок в программном обеспечении для проектирования печатных плат должны показывать вам, какие компоненты являются NRND, устаревшими или не подлежащими поставке.

Проверьте все символы и контуры компонентов

После замены устаревших компонентов необходимо проверить остальные компоненты на наличие ошибок. Тот факт, что эталонный дизайн был создан крупным производителем компонентов, не означает, что в библиотеках нет неверных библиотечных данных. Я видел эталонные проекты крупных производителей компонентов с множеством неправильных символов и контуров. Необходимо проверить все символы и отпечатки, чтобы убедиться, что отпечатки соответствуют номерам деталей в конструкции.

Упорядочивайте схемы

Если вы добавляете больше функциональных возможностей к эталонному проекту, постарайтесь сохранить схемы. Это может включать разделение блоков схем из эталонного проекта на разные листы или построение иерархических схем. Я предпочитаю хранить эталонные части на их собственных листах, а новые части схемы – на их собственных листах. Немного поработав над интерфейсом, вы сможете выявить ошибки в дизайне и отследить их до справочных и пользовательских файлов дизайна.

Оцените проект с помощью моделирования, где это возможно

Если возможно, оцените функциональность дизайна с помощью симуляций. Достаточно сделать это на схеме, так как в любом случае вы, вероятно, будете использовать совершенно другую компоновку. Один из способов, который я применяю, – это блоки: я смотрю на конкретные блоки в дизайне с помощью симуляций SPICE и удостоверяюсь, что они демонстрируют ожидаемое электрическое поведение.

Как вы, вероятно, не должны использовать макеты в эталонных проектах

Я предпочитаю использовать эталонный дизайн для схем и BOM, но на этом, пожалуй, все. Я бы не рекомендовал использовать макет плат и пытаться адаптировать его к собственному дизайну. Вы, конечно, можете посмотреть на макет, чтобы получить некоторые идеи о том, как расположить компоненты, и вы можете скопировать несколько блоков схемы с эталонной печатной платы на новую печатную плату, но, вероятно, на этом все.

Вот почему я не рекомендую использовать макет плат в эталонном дизайне:

• Форм-фактор: Скорее всего, разводка печатной платы не соответствует вашим требованиям к форм-фактору и может не предусматривать размещение других критически важных компонентов, которые не были частью оригинального эталонного дизайна. 
• SI/PI: В компоновке печатной платы могут скрываться некоторые проблемы с целостностью сигнала, питанием и электромагнитными помехами. Некоторые известные имена в толпе EMI/EMC избегают примечаний по применению и эталонных проектов именно по этой причине: производители компонентов не являются разработчиками плат и могут давать рекомендации, которые создают проблемы в системе.
• Тестирование: может быть невозможно узнать, тестировался ли дизайн когда-либо и какой уровень тестирования применялся. Это основная причина, по которой макет в эталонном дизайне должен быть тщательно изучен.
• FCC, UL или другая сертификация: если вы разрабатываете что-либо, требующее тестирования и сертификации, у вас не будет гарантии, что макет печатной платы в эталонном проекте пройдет сертификацию.

Иногда разводка печатной платы в эталонном дизайне просто беспорядочна. Хотя макет может работать на функциональном уровне, обычно он создается только в качестве примера, и для его подготовки к использованию в системе производственного уровня потребуются серьезные изменения.

Если вам нужно найти эталонный дизайн, просто зайдите в свою любимую поисковую систему и начните поиск своего приложения. Скорее всего, вы найдете несколько вариантов от разных компаний-производителей компонентов. Проекты могут быть в любом формате, но инструменты преобразования в Altium Designer® позволяют взять любой эталонный проект и начать работу над новым проектом. Инструменты создания компонентов также помогают находить и размещать новые детали в ваших проектах с помощью проверенных символов и контуров.

Когда проектирование будет завершено, а данные готовы для передачи на производство, платформа Altium 365™ поможет наладить совместную работу и доступ к проектам. Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer на Altium 365. Вы можете зайти на страницу продукта, чтобы посмотреть более подробное описание функций, или посетить один из Вебинаров по запросу.